MOSFET 동작원리2

MOSFET의 동작원리(2), Enhancement type FET

오늘은 Enhancement type인 증가형 MOSFET에 한번 살펴볼까합니다 자, 다들 집중하시고~
그럼 증가형 MOSFET의 동작원리를 파헤쳐 보겠습니다.

위의 그림은 증가형 MOSFET입니다. NMOS 라고 할 수 있죠
증가형 MOSFET은 기본적으로 공핍형 MOSFET과 비슷한 구조를 가지고 있습니다. 다만 차이점이 하나 있습니다. 보이시나요?
네, 그렇습니다. 공핍형과 달리 초기에 채널이 형성되어 있지 않습니다.
여기서 잠깐!
앞서 포스팅했던 공핍형 MOSFET의 경우 채널이 이미 형성되어 있기 때문에 Vgs=0 인 경우 드레인 전류 Id=0 이었습니다. 게이트에 전압 을 걸어주지 않아도 전류가 흐른다는 뜻이지요.
그렇다면 이번 증가형 MOSFET의 경우 공핍형과 달리 채널이 형성되어 있지 않습니다. 그렇다면 게이트에 전압을 걸어주지 않았을 때 전류 는 어떻게 될까요?
네, 맞습니다. 전류가 흐르지 않게 되지요.

안녕하세요?
최근에 너무 정신없이 바빠서 일주일이 훌쩍~ 할 일이 너무 많네요ᅲ

어쨌든 반도체와 아메리카노,

이해가 쉽도록 위의 그림을 통해서 설명을 드리겠습니다.
게이트에 (+)전압을 걸어보도록 하겠습니다.
그렇게 되면 P형 substrate(P형 substrate은 p형 반도체입니다.)의 정공은 척력에 의해 밀려나게 됩니다. 반대로 전자들은 끌려올 것입니다. 전자들이 지나다닐 수 있는 채널이 형성되고 있는 중이지요. 증가형 MOSFET은 이 채널이 형성되기 전까지는 전류가 흐르지 못합니다. 즉, 게이트에 채널이 형성될 정도로 전압을 걸어주어야 하는 것입니다.
게이트 산화막 아래에 채널영역에 전자들이 모인 상태를 ‘n형 반전층이 형성되었다’라고도 합니다.
반전층이란?
반전층은 기판의 다수캐리어와 반대 형태의 캐리어가 모여 있는 상태를 말합니다.
즉, P형 substrate의 다수캐리어는 정공인데 채널영역에 소수캐리어인 전자가 모여 있기 때문이 반전층이라 부르는 것이지요
게이트에 일정전압 이상을 걸어주어야 채널이 형성되므로 (-)를 걸어주게 되면 전자가 아닌 정공이 쌓이게 되어 당연히 전류가 흐르지 않을 것 입니다.
이렇게 채널이 형성되어 전류가 증가하는 시점의 게이트 전압을 Threshold Voltage, 문턱전압이라고 합니다. 다이오드와 같은 의미이지요. 그래서 이 문턱전압보다 게이트 전압을 크게 주어야 전류가 흐를 수 있습니다. 일반적으로 0.6~0.7V의 문턱전압을 가집니다.
여기까지가 증가형 MOSFET의 전반적인 동작원리였습니다. 다음시간에는 동작역영을 포스팅하면서
증가형 MOSFET을 마무리 하겠습니다.^^

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